专利名称：连续式空气曝气污水处理方法
技术领域：
本发明涉及的是一种曝气式污水处理方法。
曝气式污水处理方法是目前处理多种工业和生活污水的一种传统和常用的方法。其机理是通过好氧微生物利用空气中的氧对污水中和有机物进行生化反应使污水得以净化。传统的曝气处理是在开放的曝气池中进行的。由于是在常压条件下利用空气中的氧进行曝气生化反应，其氧分压不高，故溶解速度慢，转移速度慢，因此污水在曝气池中的停留时间有时甚至要长达数十小时，效率低，且占地面积大，投资高，使扩大处理规模受到的局限性大。为解决这些的问题，在《给水排水》1996(3)中介绍的深井曝气方法是一种改进的方法，将污水用泵泵入深入地下的曝气深井管中，并混入空气，以延长空气与污水的接触时间，并节省占地面积。但由于空气中的氧分压未变，且随着气液接触时间的延续，气体中的氧分压因消耗而越来越低，生物降解效率也随之不断降低。为提高氧分压，加快氧转移速度，《化工给排水设计》1990(3)中介绍的纯氧曝气是目前一种较典型的改进方式。以纯氧代替普通空气，可以使氧分压提高近4倍，氧气向水中的转移速度和水中溶解氧的饱和值大为提高，传质速度加快，生化反应速度自然也增快。但实际使用报导的工业装置处理污水的停留时间仍需要4～5小时。同时，受条件制约，除非有多余现成的纯氧可就地利用外，专为此设置制氧装置的能源消耗大，成本高。而且如果污水中有油类等含烃物质时，处理过程中有可能产生具有爆炸危险的混合气体，因此必须有对可燃气体的检测报警和处理系统。
针对上述问题，发明的目的是提供一种占地面积小，系统简单，处理方便，且可使污水中的氧溶解浓度高，传质速率高，因而污水处理时间大为缩短，处理效率明显提高的空气曝气污水处理方法。
本发明是一种连续式的空气曝气污水处理方法。在至少由两个下方有进料口上方有出料口的密闭反应容器经管道依次顺序联接所成的封闭曝气系统中，污水进入该系统后，在各反应容器的进料口侧，分别将0.1～0.6MPa(表压)的加压空气以气/液为0.2～0.6(V/V)的量通入系统与污水混合。该混合有加压空气的污水在封闭曝气系统中处理1～3小时后，在开放状态下作渣水分离，水液与浮渣分别排放。曝气处理过程是在由管道串联各反应容器所成的系统中连续进行的，从某一角度讲，被串联的各封闭反应容器也可视为是输运管道中的若干膨大段。由于空气被加压到0.1～0.6MPa后通入系统，单位体积气体中的氧分压可为常压空气中氧分压的1～6倍，且随着空气压力增高，在不改变体积的同时，氧分压也同步提高，甚至可以高于纯氧的氧分压，因而氧向污水液中的转移速度和在液体中的饱和值可以大大提高，甚至可以超过纯氧曝气时的效果。另一方面，由于在各曝气反应容器的进料口侧均有同样压力的加压空气通入系统与污水混合，不断补充进入的同样压力的新鲜加压空气，使与污水混合的气体中始终保持着很高的氧分压，有效地解决了随着曝气过程生化反应进行，液体中溶解氧的浓度下降而使反应变慢的问题。这些条件都有效地保持着曝气过程中有很高的传质速率和生物化学活性。经观察，在曝气系统中的气液混合物中的气体基本都呈极细微气泡均匀分布的乳浊状态，大大提高了好氧微生物附着、吸收、分解有机物的能力，提高了处理效果和处理速度，污水在系统中的曝气处理时间可缩短为仅用1～3小时。处理后在渣水分离过程中，利用开放状态下气液混合物中剩余气体的外逸上浮运动，固态的渣粒很容易随气泡上浮而实现渣水分离，一般5～20分钟即可完成。渣水分离后的水液通常较为澄明，其COD、BOD、SS及pH等项指标均可达到直接排放的标准。浮渣分离后可送去作脱水处理，并且可如常规曝气法的操作，将部分浮渣，如2～10％的浮渣返回与待处理污水混合而循环。
经试验，本发明的上述方法，可以广泛用于城市生活污水、油田污水、石油化工污水等多种领域的污水处理，并且通常情况下于室温条件进行处理，均可取得满意的效果。由于采用的是加压空气，所需设备简单，投资、能耗及成本均较低，操作也简单，且不存在可燃可爆性的潜在危险，而曝气处理时间却可大为缩短，占地面积小，扩大处理规模不存在制约因素，因而在污水处理方面具有明显的意义和价值。
由本发明上述方法的工作过程和原理可以理解，提高和保持有效的高氧分压空气并使之与污水均匀混合是核心和关键。因此，根据不同来源污水的污染程度和/或污染物的被氧化难易程度不同，采取调整加压空气的进气压力、进气量、曝气反应容器的数目等措施，通过改变氧分压高低、反应时间长短，甚至还可以调整反应温度等条件，使曝气效果调整到最为满意程度。
以下用若干实施例及对比例对本发明的方法作进一步具体说明。但不应因此理解为本发明上述主题的范围仅局限于下述实例。
图1本发明污水处理方法流程示意图。
如图所示，本污水连续曝气系统中由四个下方有进料口上方有出料口的密闭反应容器5经管道依次顺序联接所成的封闭曝气系统，其前方经管道和污水进料泵4与污水贮槽3联接；其后方经管道与开放的渣水分离容器6联接。渣水分离容器6的出口分别为经排水泵7联接的排水系统和经浮渣贮槽8及输送泵9联接的排渣系统。在各反应容器5进料口前端的进料管道处均设置有经空气缓冲槽2与空气压缩机1相联的加压空气进气管10。污水进料流量及加压空气气压、流量等可由计算机避行控制和调整。
例1用上述系统处理城市生活污水，按每小时2立方米的规模进行处理。通入的加压空气表压为0.2～0.4MPa，通气量为气/液＝0.2～0.4，进料温度15～25℃，气液混合污水在封闭曝气系统中停留时间为1～2小时后，进入渣水分离容器，停留5～15分钟后，处理后的清水由底部排出，浮渣由上方溢出至浮渣贮槽。浮渣中除2～10％返回至第一或第二个反应容器循环使用外，其余经排渣系统送去干燥。污水处理前后的有关检测指标见表1。
例2采用常规的活性污泥法处理同样的城市生活污水作对照试验，处理规模同例1。处理时的污水曝气停留时间为12小时，温度为15～20℃，用高压鼓风机进行曝气。污水处理前后的有关检测指标同见表1 。
例3用上述图示系统处理石油化工废水，处理规模与例1同。废水避料温度20～30℃，连续进料。加压空气表压0.4～0.5MPa，进气量为气/液＝0.3～0.5。气液混合物在曝气系统中停留2～3小时后进入渣水分离容器。以后处理同例1。处理前后的有关检测指标结果见表2。
例4采用常规活性污泥法处理同样的石油化工废水，作为例3的对照试验。处理规模和操作条件同例2。处理前后的有关检测指标结果同见表2。
表1 城市生活污水处理结果对比
表2 石油化工废水处理结果对比
权利要求
1.一种连续式空气曝气污水处理方法，其特征在于在至少由两个下方有进料口上方有出料口的密闭反应容器经管道依次顺序联接所成的封闭曝气系统中，污水进入该系统后，在各反应容器的进料口侧，分别将0.1-0.6MPa(表压)的加压空气以气/液为0.2～0.6(V/V)的量通入系统与污水混合，该混合态污水在封闭曝气系统中处理1～3小时后，在开放状态下作渣水分离，水液与浮渣分别排放。
2.如权利要求1的污水处理方法，其特征在于所说的加压空气均自各反应容器进料口前端的进液管道中进入而与污水液混合。
3.如权利要求1的污水处理方法，其特征在于所说的污水于室温下进入封闭曝气系统与加压空气混合。
4.如权利要求1的污水处理方法，其特征在于所说的渣水分离在开放型的容器中进行。
5.如权利要求1的污水处理方法，其特征在于所说的渣水分离时间为5～20分钟。
6.如权利要求1的污水处理方法，其特征在于将所说的渣水分离后的含水浮渣中的2～10％返回至与待处理污水液混合而进行循环。
全文摘要
本发明涉及的是一种连续式空气曝气污水处理方法。在至少由两个下方有进料口上方有出料口的密闭反应容器经管道依次顺序联接所成的封闭曝气系统中，污水进入系统后，在各反应容器的进料口侧，分别将0.1～0.6MPa的加压空气以气/液为0.2～0.6(V/V)的量道入系统与污水混合。该混合污水在封闭系统中处理1～3小时后，在开放状态下作渣水分离，水液与浮渣分别排放。
文档编号C02F3/14GK1146432SQ9611766
公开日1997年4月2日 申请日期1996年8月19日 优先权日1996年8月19日
发明者李开春 申请人:李开春